Question

為了探究Cl₂、SO₂同時通入H₂O中發(fā)生的反應，某校化學興趣小組同學設計了如圖1所示的實驗裝置．

（1）氣體發(fā)生裝置A產(chǎn)生的氣體是

 

；
（2）為驗證通入D裝置中的氣體是Cl₂過量還是SO₂過量，某小組同學準備了以下試劑：
①氯化鐵溶液    ②氯化亞鐵溶液    ③硫氰化鉀溶液
④苯酚溶液      ⑤品紅溶液      　⑥酸性高錳酸鉀溶液
I  若Cl₂過量：取適量D中溶液滴加至盛有

 

（選填一個序號）試劑的試管內(nèi)，再加入

 

（選填一個序號）試劑，實驗現(xiàn)象是：

 

；
II  若SO₂過量：取適量D中溶液滴加至盛有

 

（選填一個序號）試劑的試管內(nèi)，實驗現(xiàn)象是：

 

（3）另一小組設計如圖所示的裝置圖2（圖中夾持和加熱裝置略去），分別研究SO₂和Cl₂的性質(zhì)．
①若從左端分別通入SO₂和Cl₂，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是否相同？

 

（填“相同”或“不相同”）；
②若裝置B中裝有5.0mL 1.0mol/L在碘水，當通入足量Cl₂完全反應后，共轉移了5.0×10^-2mol電子，該反應的化學方程式為

 

．
（4）若由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比為4：3；當Cl₂的與含X的溶液完全反應后，有淺黃色沉淀產(chǎn)生，取上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生．寫出Cl₂與含X的溶液反應的離子方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）由裝置圖可知，A裝置產(chǎn)生的氣體為二氧化硫；
（2）Ⅰ、氯氣過量可以設計實驗驗證氯氣的氧化性，結合亞鐵離子被氧化為鐵離子后，加入硫氰酸鉀溶液會變紅色證明；
Ⅱ、二氧化硫過量可以依據(jù)二氧化硫具有漂白性或還原性設計實驗和選擇試劑驗證；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性；
②通入足量的氯氣，碘完全反應，根據(jù)轉移電子數(shù)目計算I元素在氧化產(chǎn)物中的化合價，確定產(chǎn)物，據(jù)此書寫；
（4）由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比4：3，則N（S）：N（O）=

4

32

：

3

16

=2：3，則X為S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液與氯氣反應，有淡黃色沉淀生成，該淡黃色沉淀為S，上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，且沉淀加鹽酸不溶解，說明生成SO₄^2-，根據(jù)氧化還原反應，氯氣被還原為氯離子，據(jù)此書寫．

解答：解：（1）由裝置圖可知，B裝置氣體生成后通入飽和食鹽水中，說明是氯氣的發(fā)生裝置，通過食鹽水除去氣體中的氯化氫氣體，所以A裝置產(chǎn)生的氣體為二氧化硫，二氧化硫是易溶于水的氣體，通過F通入水防止倒吸；
故答案為：SO₂；
（2）Ⅰ、為驗證通入D裝置中的氣體是Cl₂還是SO₂過量，若Cl₂過量，取適量D中溶液滴加至盛有氯化亞鐵溶液，試劑的試管內(nèi)，再加入硫氰化鉀溶液會變血紅色，或加入苯酚溶液變紫色，證明氯氣氧化亞鐵離子；
故答案為：②；③或④；溶液呈血紅色或紫色；
Ⅱ、若SO₂過量，取適量D中溶液滴加至盛有品紅溶液的試管中或酸性高錳酸鉀溶液，試管中現(xiàn)象為紅色褪去，加熱又恢復紅色或溶液變成無色；
故答案為：⑤或⑥；紅色褪去為無色，加熱后又變?yōu)榧t色或溶液變成無色；
（3）①二氧化硫具有漂白性，氯氣與水反應生成HClO，HClO具有漂白性，故通入二氧化硫與通入氯氣，裝置A中的品紅溶液都褪色，故答案為：相同；
②裝置B中裝有5.0mL 1.0mol?L^-1的碘水，當通入足量Cl₂完全反應后，共轉移了5.0×10^-2mol電子，故I元素在氧化產(chǎn)物中的化合價為

5.0×10-2mol

0.005L×1.0mol/L

=5，故氧化產(chǎn)物為HIO₃，氯氣被還原為HCl，反應方程式為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
故答案為：5Cl₂+I₂+6H₂O=10HCl+2HIO₃；
（4）由元素S和O組成-2價酸根離子X，X中S和O的質(zhì)量比4：3，則N（S）：N（O）=

4

32

：

3

16

=2：3，則X為S₂O₃^2-，含S₂O₃^2-的溶液與氯氣反應，有淡黃色沉淀生成，該淡黃色沉淀為S，上層清液加入氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，且沉淀加鹽酸不溶解，說明生成SO₄^2-，根據(jù)氧化還原反應，氯氣被還原為氯離子，
反應離子方程式為：H₂O+S₂O₃^2-+Cl₂=S↓+SO₄^2-+Cl^-+2H⁺，故答案為：H₂O+S₂O₃^2-+Cl₂=S↓+SO₄^2-+Cl^-+2H⁺．

點評：本題考查氯氣的制備、對裝置的理解與分析、氧化還原反應、氯氣與二氧化硫的性質(zhì)、實驗方案設計等，難度中等，（1）中④注意根據(jù)電子注意判斷I元素在氧化產(chǎn)物中的化合價，是對學生綜合能力的考查．